Modern trade standards for steel raw materials
M. Krzak 1  
,   A. Paulo 1  
 
More details
Hide details
1
AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2018;34(4):25–50
 
KEYWORDS
ABSTRACT
Steel and cast-iron products, due to their low price and beneficial properties, are the most widely used among metals; their consumption has become an indicator of the economic development of countries. The characteristics of iron raw materials, in relation to current metallurgical requirements, are presented in the present this article. The globalization of the trade and development of steelmaking technologies have caused significant changes in the quality of raw materials in the last half-century, forcing improvements in processing technologies. In many countries, standard concentrates (at least 60% Fe) are almost twice as rich as those processed in the mid-20th century. Methods of quality assessment have been improved and quality standards tightened. The quality requirements for the most important raw materials ‒ iron ores and concentrates, steel scrap, major alloy metals, coking coal, and coke, as well as gas and other energy media ‒ are reviewed in the present paper. Particular attention is paid to the quality testing methodology. The quality of many raw materials is evaluated multi-parametrically: both chemical and physical characteristics are important. Lower-quality parameters in raw materials equate to significantly lower prices obtained by suppliers in the market. The markets for these raw materials are diversified and governed by separate sets of newly introduced rules. Price benchmarks (e.g. for standard Australian metallurgical coal) or indices (for iron concentrates) apply. Some raw materials are quoted within the framework of the commodity market system (certain alloying components and steel scrap). The abandonment of the long-established system of multi-annual contracts has led to wide fluctuations in prices, which have reached a scale similar to that of other metals.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Standardy handlowe współczesnych surowców stali
cena stali, ruda żelaza, koncentrat żelaza, koks, złom stalowy
Wyroby stalowe i żeliwne ze względu na niską cenę i korzystne właściwości znajdują najszersze zastosowanie wśród metali w gospodarce, a ich zużycie stało się wskaźnikiem rozwoju gospodarczego. W artykule przedstawiono charakterystykę surowców żelaza w odniesieniu do obecnych wymagań hutnictwa. Globalizacja handlu i rozwój technologii wytwarzania stali w ostatnim półwieczu spowodowały istotne zmiany w jakości wsadowych surowców mineralnych. Wymusiło to usprawnienie technologii przeróbczych przez zakłady górnicze. Przedmiotem światowego handlu są obecnie standardowe koncentraty o zawartości żelaza ponad 60%, tj. niemal dwukrotnie bogatsze niż rudy przetwarzane w połowie XX wieku w wielu krajach. Udoskonalone zostały sposoby oceny jakości surowców wsadowych i zaostrzono normy jakości. W publikacji dokonano przeglądu wymagań jakościowych najbardziej istotnych surowców: rud i koncentratów żelaza, złomu stalowego, głównych metali stopowych, węgla koksowego i koksu oraz gazu i innych nośników energii. Zwrócono szczególną uwagę na metodykę badania jakości surowców oraz standaryzację surowców wsadowych. Jakość surowców oceniana jest wieloparametrycznie; istotne są zarówno cechy chemiczne, jak i fizyczne. Gorsze parametry jakościowe surowców wsadowych skutkują niższymi cenami uzyskiwanymi przez dostawców w obrocie. Rynki tych surowców są zróżnicowane, kierowane odrębnymi i częściowo nowymi regułami. W obrocie handlowym funkcjonują standardy odniesień cenowych (np. ceny węgla metalurgicznego w Australii czy indeksy cenowe koncentratów żelaza). Część surowców kwotowana jest w systemie giełdowym (niektóre składniki stopowe i złom stalowy). Rezygnacja z powszechnych dawniej kontraktów wieloletnich doprowadziła do dużych wahań cen, które osiągnęły podobną skalę jak inne metale.
 
REFERENCES (42)
1.
AISI 2015. US steel shipments by market classification. Profile 2015. Washington: American Iron and Steel Institute, 40 s.
 
2.
Arens et al. 2012 – Arens, M., Worrell, E. and Schleich, J. 2012. Energy intensity development of the German iron and steel industry between 1991 and 2007. Energy 45(1), pp. 786–797.
 
3.
Asia Pacific Partnership 2010. The State-of-the-Art Clean Technologies (SOACT) for Steelmaking Handbook, 2nd Edition. Berkeley: Asia Pacific Partnership for Clean Development and Climate, 138 pp.
 
4.
ASTM 2001. Standard Test Method for Determination of Abrasion Resistance of Iron Ore Pellets and Sinter by the Tumbler Test. ASTM International, 3 p.
 
5.
Birat, J-P. 2014. Steel industry: culture and futures [In:] 8th European Continuous Casting Conference. Graz 23–25 June, pp. 1–24.
 
6.
Cores et al. 2010 – Cores, A., Babich, A., Muñiz, M., Ferreira, S. and Mochón, J. 2010. The influence of different iron ores mixtures composition on the quality of sinter. ISIJ International 50(8), pp. 1089–1098.
 
7.
DCE 2013. Dalian commodity exchange iron ore futures trading manual. Dalian: Dalian Commodity Exchange, 36 p.
 
8.
Díez et al. 2002 – Díez, M.A., Alvarez, R. and Barriocanal, C. 2002. Coal for metallurgical coke production: predictions of coke quality and future requirements for coke-making. International Journal of Coal Geology 50, pp. 389–412.
 
9.
Energy Publishing 2010. Coking Coal Queensland Index (CCQ) and Coking Coal Hampton Roads Index (CCH). September 9, Version 15, 12 pp.
 
10.
Geerdens et al. 2009 – Geerdens, M., Toxopeus, H. and van der Vliet, C. 2009. Modern blast furnace ironmaking, an introduction. 2nd ed. Amsterdam: IOS Press, Delft. 176 pp.
 
11.
Gulyaev et al. 2012 – Gulyaev, V.M., Barskii V.D. and Rudnitskii A.G. 2012. European Quality Requirements on Blast Furnace Coke. Coke and Chemistry 55(10), pp. 372–376.
 
12.
Hasanbeigi et al. 2014 – Hasanbeigi, A., Price, L., Aden, N., Chunxia, Z., Xiuping, L. and Fangqin, S. 2014. Comparison of iron and steel production energy use and energy intensity in China and the U.S. Journal of Cleaner Production, 65, pp. 108–119.
 
13.
IHS Energy, 2014. Coking coal market price methodology and specifications, July, 7 p.
 
14.
Janke et al. 2000 – Janke, D., Savov, L., Weddige H.-J. and Schulz, E. 2000. Scrap-based steel production and recycling of steel. Materiali in Tehnologije, 34(6), pp. 387–399.
 
15.
Kaczmarek, W. 2013. ArcelorMittal Poland SA development policy in the light of the current situation in the global coke and steel market (Polityka rozwojowa ArcelorMittal Poland SA w świetle obecnej sytuacji na światowym rynku koksu i stali). Karbo, Konferencja „Koksownictwo 2013” Szczyrk, 02–04.10.2013 (in Polish).
 
16.
LCA 2011. Methodology report Life cycle inventory study for steel products. Brussels: World Steel Association, 95 pp.
 
17.
Lwamba, E. and Garbers-Craig, A.M. 2008. Control of the grain size distribution of the raw material mixture in the production of iron sinter. Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy 108, pp. 293–300.
 
18.
Łukaszczyk, Z. and Mianowski, A. 2013. Quality of coke produced from Carboniferous coking coal (Jakość koksu otrzymanego z karbońskich węgli ortokoksowych). Przemysł Chemiczny 92(6), pp. 950–956 (in Polish).
 
19.
MB 2016. Metal Bulletin – Coking Coal Index Guide. August 2016, London.
 
20.
Mianowski et al. 2009 – Mianowski, A., Radko, T. and Koszorek, A. 2009. Assessment of the high-quality blast furnace coke by using the reactivity and strength integrated Nippon Steel Corporation test (Ocena jakości wysokogatunkowego koksu wielkopiecowego w skali zintegrowanego testu reakcyjności i wytrzymałości NSC). Przemysł Chemiczny 88(6), pp. 692–698 (in Polish).
 
21.
Mochón et al. 2014 – Mochón, J., Cores, A., Ruiz-Bustinza, I., Verdeja, L.F., Robla, J.I. and Garcia-Carcedo F. 2014. Iron ore sintering, Part 2. Quality indices and productivity, DYNA 81(183), pp. 168–177.
 
22.
Muwanguzi et al. 2012 – Muwanguzi, A.J.B., Karasev, A.V., Byaruhanga, J.K. and Jönsson P.G. 2012. Characterization of chemical composition and microstructure of natural iron ore from Muko deposits. ISRN Materials Science, pp. 1–9.
 
23.
Ozga-Blaschke, U. 2010. Coking coal eceonomy (Gospodarka węglem koksowym). Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, 69 pp. (in Polish).
 
24.
Paananen, T. 2013. The effect of minor oxide components on reduction of iron ore agglomerates. Doctoral thesis, University of Oulu.
 
25.
Paananen, T. and Kinnunen, K. 2007. The effect of titanium on reduction degradation of iron ore agglomerates. Proceedings Iron Ore Conference, Australia, Perth: pp. 361–367.
 
26.
Platts 2017. Methodology and specifications guide. Metallurgical coal. October 2017. [Online] www.platts.com [Accessed: 2018-05-5].
 
27.
Siitonen, S., Tuomaala, M. and Ahtila, P. 2010. Variables affecting energy efficiency and CO2 emissions in the steel industry. Energy Policy 38, pp. 2477–2485.
 
28.
Smakowski, T. and Szlugaj, J. 2015. Iron and steel (Żelazo i stal) [In:] Smakowski, T., Galos, K. i L ewicka, E. ed. Balance of Economy hith Mineral Resources of Poland and the world of (Bilans gospodarki surowcami mineralnymi Polski i świata). Warszawa: PIG-PIB oraz IGSMiE PAN Kraków, pp. 1123–1148 (in Polish).
 
29.
Stubbles, J. 2000. Energy use in the U.S. steel industry: An historical perspective and future opportunities. Energetics, Inc. Columbia, MD.
 
30.
USGS 2016. 2014 Minerals Yearbook. Washington: U.S. Geological Survey.
 
31.
Van Wortswinkel, L. and Nijs, W. 2010. Iron and Steel. IEA ETSAP – Technology Brief I02, pp. 1–6. [Online] www.etsap.org [Accessed: 2018-05-5].
 
32.
Warzecha, A. and Jarno, M. 2012. Światowy handel węglem koksowym i koksem. Seminarium SITPH, 11–13 maja, Karpacz (in Polish).
 
33.
Worrell et al. 2008 – Worrell, E., Neelis, M., Price, L., Galitsky, C. and Zhou, N. 2008. World best practice energy intensity values for selected industrial sectors. Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, CA, 51 pp.
 
34.
WSA 2014. Energy intensity project report and energy intensity system. Brussels: World Steel Association, 125 pp.
 
35.
WSA 2015. Steelmaking Raw Materials & Sea Freight Outlook. Brussels: World Steel Association, 27 pp.
 
36.
WSA 2018. Energy use in the steel industry. Fact sheet. Brussels: World Steel Association, 3 pp.
 
37.
Wyderko-Delekta, M. and Bolewski, A. 1995. Mineralogia spieków i grudek rudnych. Kraków: Wydawnictwa AGH, 280 pp. (in Polish).
 
38.
Żarczyński, P. 2015. Technologiczna i ekonomiczna ocena zastosowania operacji podsuszania wsadu w warunkach Koksowni Zdzieszowice, praca doktorska AGH w Krakowie (in Polish).
 
39.
[Online] https://zlom.info.pl/klasyfika... [Accessed: 2018-05-5].
 
40.
[Online] www.silscrap.pl [Accessed: 2018-05-5].
 
41.
[Online] www.indexmundi.com [Accessed: 2018-05-5].
 
42.
[Online] www.vale.com [Accessed: 2018-05-5].
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953